Cellfritt plasmahämoglobinavlägsnande av dialysatorer med olika permeabilitetsprofiler | vetenskapliga rapporter

Cellfritt plasmahämoglobinavlägsnande av dialysatorer med olika permeabilitetsprofiler | vetenskapliga rapporter

Anonim

ämnen

  • Kontinuerlig njurersättningsterapi
  • hemodialys

Abstrakt

Frigörandet av hemoglobin från mekaniskt stressade erytrocyter i plasma är en generell bieffekt av extrakorporeal behandling, såsom extrakorporeal membranoxygenering eller hemodialys. I många rapporterade fall visade dialyspatienter förhöjda cellfritt plasmahemoglobinnivåer (CPH) som är förknippade med patofysiologiska effekter. I denna in vitro- studie mättes CPH-clearancekapaciteten för olika filter med olika permeabilitetsprofiler. Simulerade dialysbehandlingar genomfördes och clearance beräknades utifrån variationer i CPH-koncentrationer över tiden genom att mäta plasmaabsorbans vid 405 nm. Konventionella högflödesfilter uppvisade inget detekterbart clearance av CPH. Högflödesfilter med utökad permeabilitet uppvisade clearance mellan 5, 8 ± 1, 2 och 12, 7 ± 1, 7 ml / min vid test med plasma och mellan 5, 8 ± 1, 2 och 11, 3 ± 1, 6 ml / min när testat med helblod. septeX högavskärningsfilter hade spel mellan 13, 8 ± 1, 8 och 15, 5 ± 1, 7 ml / min vid test med plasma och av 22, 6 ± 2, 9 ml / min vid test med helblod. Denna studie visade att filter med utökad permeabilitet och septeX-filter möjliggör CPH-borttagning när de används som i kroniska och akuta inställningar.

Introduktion

Frigörandet av hemoglobin från mekaniskt stressade erytrocyter i plasma är en allmän biverkning av extrakorporeala terapier 1, 2 . Metoder för att ta bort cellfritt plasmahemoglobin (CPH) från plasma beskrivs sällan även om insikten om den patofysiologiska effekten av hemoglobin växer 3, 4, 5, 6, 7 .

Erytrocytmembranet kan bli skadat och hemoglobin frigörs sedan från erytrocytfacket i plasma. Orsakerna till erytrocytskada inkluderar ärftlig sjukdom 8 och kemiskt eller mekaniskt inducerad hemolys 1, 2 . Mekaniskt inducerad hemolys uppstår när skjuvkrafter verkar på erytrocyterna så att membranet brister. Under extrakorporeal blodrening kan höga skjuvkrafter uppstå när flödesegenskaper snabbt förändras vid, till exempel, den vaskulära åtkomstpunkten, en peristaltisk blodpump, ställen med stillastående flöde eller kinkade blodledningar. Extrakorporealt blodflöde kan inte undvikas i extrakorporeala blodreningsbehandlingar; följaktligen höjs CPH-nivåerna med sådana behandlingar.

Hemoglobin är ett tetrameriskt protein med en molekylvikt av 62, 6 kD och består av 2 a- och 2 P-underenheter (Uniprot 9- anslutningsnummer P69905 och P68871). Tetrameren är i jämvikt med a-dimeren 10, 11 medan ytterligare dissociation till monomerer knappast kan detekteras under fysiologiska förhållanden 12, 13 . I kroppen är hemoglobin tätt begränsat till de intracellulära facken av erytrocyter. CPH-koncentrationer för friska individer ligger i intervallet mellan 6 och 34 mg / L 14 . Hemoglobin avlägsnas från plasma genom att binda till hemoglobinavlägsnarprotein-haptoglobin, följt av igenkänningen av detta komplex av CD163 på ytan av monocyter, internalisering genom endocytos och slutligen nedbrytning 15 . Bindekapaciteten för haptoglobin för hemoglobin är 0, 7-1, 5 g / L 5 .

Akuta episoder av mekanisk hemolys har rapporterats som en biverkning hos pediatriska patienter under extrakorporeal membranoxygenering (ECMO) med CPH-koncentrationer upp till 2, 05 g / L 16 . Vid sådana koncentrationer överskrids kapaciteten hos haptoglobin-rensningssystemet och negativa resultat förknippades med förhöjda nivåer av CPH. Förhöjda CPH-koncentrationer har rapporterats för kontinuerliga venvenösa njurersättningskretsar under vissa omständigheter 17 .

Vid kronisk hemodialys (HD) rapporteras sällan akuta episoder av mekanisk hemolys och orsakades främst av olämplig applicering av terapiapparater 1 . CPH kan emellertid kroniskt höjas vid koncentrationer väsentligen över det normala intervallet 18, 19 . I en studie med 14 HD-patienter var baslinjen CPH-koncentrationen 196 ± 43 mg / L och ökade till 285 ± 109 mg / L under HD-behandling 19 . Denna ökning var relaterad till akut avstängd endotelfunktion, som mättes med hjälp av flödesmedierad dilation efter en enda HD-session.

I denna in vitro- studie analyserades CPH-clearancekapaciteten för olika hemodialysfilter med olika permeabilitetsprofiler för att undersöka möjligheterna till CPH-borttagning.

metoder

dialysatorer

Vi utvärderade sju typer av dialysatorer med membran med olika porstorlek och representerade olika permeabilitetsprofiler: (P170H) Polyflux 170H 1, 7 m 2 med ett högflödesmembran (Gambro Dialysatoren GmbH, Hechingen, Tyskland), (CorDiax) FX CorDiax80 1, 8 m 2 med ett högflödesmembran (Fresenius Medical Care, Bad Homburg, Tyskland), (MCO1-4) fyra olika typer av prototypdialysatorer 1, 8 m 2 med ett högflödesmembran med utökad permeabilitet (Gambro Dialysatoren GmbH, Hechingen, Tyskland), och septeX 1, 1 m 2 med ett högt avstängningsmembran (Gambro Dialysatoren GmbH, Hechingen, Tyskland). Prototypdialysatorerna MCO1-4 är baserade på Polyflux-teknologin med en membranpermeabilitet mellan konventionella membran med högt flöde och högt avstängning enligt definitionen av dextransiktningsegenskaper 20 . Inom de olika typerna av MCO-prototyper ökade permeabiliteten från MCO1 till MCO4 21 . Ytterligare membranegenskaper för dialysatorerna som användes i studien sammanfattas i tabell 1 och tas från respektive datablad eller mättes enligt standard ISO 8637: 2010.

Full storlek bord

Simulerade dialysbehandlingar med blod eller plasma

Dialysbehandlingar simulerades på kommersiella övervakningssystem med en återcirkulationskrets med sluten slinga på blodsidan; dialysvätskan framställdes av övervakningssystemet från standardkoncentrat. Blodsidaflödeshastighet (QB), dialysatsideflödeshastighet (QD) och ultrafiltreringshastighet (UF) kontrollerades av respektive monitorsystem. Systemet grundades med saltlösning före återcirkulationen av antingen 1 1 heparin-antikoagulerat bovint helblod från ett lokalt slakteri (Balingen, Tyskland) eller av 1 1 bovint plasma (Kraeber & Co., Ellerbek, Tyskland) varvid ingen djuret avlivades för det enda syftet med blodinsamling. Det totala proteininnehållet i varje test var 60 ± 5 g / L, och i test med blod var hematokriten 32 ± 3%. Testlösningen hölls termostatiskt vid 37 ° C under hela experimentet i en sluten behållare. CPH genererades genom tillsats av 6 ml fryst-tinat bovint helblod till testmediet. Prover samlades i början av experimentet och efter 5, 20, 40 och 60 minuter. I ett experiment genererades CPH genom tillsats av humant blod istället för bovint blod. Hepariniserat humant helblod uppsamlades under medicinsk övervakning från friska givare. Experimenten och förfarandena var i enlighet med etiska riktlinjer godkända av Gambro Dialysatoren GmbH (del av Baxter International Inc.).

septeX-uppsättningar testades på Prismaflex-övervakningssystemet (Gambro Lundia AB, Lund, Sverige) med bovint blod eller plasma och under 2 olika flödesförhållanden: QB 200 ml / min, QD 42 ml / min (2, 5 L / h), UF 0 ml / min och QB 200 ml / min, QD 133 ml / min (8 L / h), UF 0 ml / min. Det fanns en plasmakontrollkörning vid QB 200 ml / min, QD 42 ml / min, UF 0 ml / min vid vilken tillsats av hemoglobin utelämnades.

P170H, CorDiax och MCO1-4 testades på AK 200 Ultra S-monitorsystemet (Gambro Lundia AB, Lund, Sverige) med nötkreaturblod och QB 400 ml / min, QD 500 ml / min, UF 0 ml / min och med bovint plasma och QB 400 ml / min, QD 700 ml / min, UF 0 ml / min. Tester av P170H, MCO1-4 och CorDiax med plasma hade en initial recirkulationsfas på 60 min med slutna dialysatportar innan experimentet startades och hemoglobin tillsattes efter 55 min initial recirkulation. Det fanns en plasmakontrollkörning med MCO4 där tillsats av hemoglobin utelämnades. Under experiment med AK 200 Ultra S-monitorsystemet konstant observerades kontinuerligt vätskeavlägsnande från testlösningen. Mängden avlägsnad vätska var i genomsnitt 8% av den totala vätskevolymen. Följaktligen underskattas clearancevärden med cirka 8%. På Prismaflex-monitorsystemet var volymbalansfelet under 2%.

Hemoglobinbestämning

Hemoglobin bestämdes på två sätt: Absorbans mättes fotometriskt vid 405 nm (A 405 ) med användning av en Ultra Microplate Reader EL808 (BioTek Instruments GmbH, Bad Friedrichshall, Tyskland) som detekterar Soret-adsorptionsbandet för heme-molekylen i hemoglobin. För bättre jämförbarhet mellan A 405- tidskursdiagram normaliserades värdena så att A 405 i början av experimentet sattes till 1. Masskoncentrationer mättes som ett cyanidkomplex med användning av Hemoglobin FS Reagent Kit (Diasys Diagnostic Systems GmbH, Holzheim, Tyskland) och en Ultrospec 6300 (GE Healthcare, Frankfurt, Tyskland) spektrofotometer vid 540 nm och en kit-specifik omvandlingsfaktor enligt tillverkarens anvisningar. Mätning av A 405 användes för clearance-beräkningar på grund av metodens känslighet. Hemoglobin FS Reagent Kit användes för att verifiera specificiteten för A 405- mätningarna och för att bestämma absoluta hemoglobinkoncentrationer. I båda fallen bereddes plasmaproverna genom att centrifugera blodprover och samla upp supernatanten.

Beräkning av godkännande

Clearance beräknades baserat på första ordens kinetik för variationen i plasmakoncentrationen i ett enskilt fackmodell 22 som en funktion av tiden enligt

där c ( t ) är koncentrationen vid tiden t, cO är den initiala koncentrationen, t är tiden i min, Cl är spelet i ml / min och V är den totala plasmavolymen i ml.

För clearance beräknades ekvation (1) till

med A 405 i början av experimentet för c 0 . t var tiden för provtagningspunkterna efter 5, 20, 40 och 60 minuter och A 405 vid samplingsplatserna togs för c ( t ) i enlighet därmed. ln [ c 0 / c ( t )] planerades mot t / V och spelet beräknades som lutningen för en linjär regression.

Beräkning av borttagna hemoglobinmassa och reduktionsförhållanden

CPH-masskoncentration i plasma bestämdes i början och efter 60 minuter. Den borttagna hemoglobinmassan beräknades baserat på skillnaden mellan dessa koncentrationer och plasmavolymen. CPH-massreduktionsförhållanden anges som procentuellt förhållande av borttagen CPH-massa och CPH-massa i början av experimentet. A 405- reduktionsförhållanden ges analogt som procentuellt förhållande mellan skillnaden mellan A 405 mellan början och efter 60 minuter och A 405 i början av experimentet.

Plasmasiktkoefficienter

Plasmasiktkoefficienter mättes enligt ISO 8637: 2010. För varje test, 1 liter bovint plasma (totalt proteininnehåll 60 ± 5 g / L) innehållande hemoglobin som det lösta ämnet (6 ml fryst-tinat bovint blod sattes till 1 1 plasma) återcirkulerades vid 37 ° C med en QB av 300 ml / min och en UF på 60 ml / min. Prover togs från blodinloppet, blodutloppet och på filtratsidan. Siktkoefficienterna beräknades enligt

där SC är siktningskoefficienten i [%], och cB in, c B ut och cF är de lösta koncentrationerna vid blodinloppet, blodutloppet respektive på filtratsidan.

Beräkning av dissocieringsgraden

Dissocieringsgraden är baserad på den antagna jämvikten mellan a2p2-tetramer och 2 hemoglobin a-dimerer och är procentuellt förhållande mellan jämviktens molära dimerkoncentration dividerat med 2 och den totala koncentrationen av tetramer. Följaktligen betyder 100% fullständig dissociation till dimerer. Den jämvikta molära dimer-koncentrationen beräknades med användning av den kemiska jämviktsekvationen som transformerades till

där cD ; ekv är dimer-jämviktskoncentrationen, KD dissociationskonstanten, och cT ; O är den molära koncentrationen av hemoglobin-tetramrarna.

Dissociationskonstanterna erhölls från litteraturen enligt följande: KD = 5 mikrometer, bestämd av Guidotti för CO-hemoglobin i 0, 2 M NaCl, pH 7 och 20 ° C 10 och KD = 0, 2 mikrometer, bestämt av Atha och Riggs för oxihemoglobin i 0, 05 M kakodylat, 0, 1 M NaCl, 1 mM EDTA, pH 7, 2 och 20 ° C 23 .

Statistik

Resultaten som presenteras i tabellerna är medelvärdena för resultaten av 3 oberoende replikat ± medelvärdets standardfel. Felstängerna för datapunkterna i fig 1 till 3 representerar standardfelet för medelvärdet av 3 oberoende experiment. Replikationer gjordes alltid som oberoende experiment med olika dialysatorenheter.

( a ) Normaliserad A 405 i godtyckliga enheter (au) planerad kontra tid. QB var konstant vid 200 ml / min och UF var 0 ml / min. QD varierade och testmediet var blod eller plasma. Plasmakontrollen representerar plasma utan tillsatt hemoglobin och behandlas med QB 200 / QD 42 / UF 0 ml / min. ( b ) Plasmaprover erhållna under helblodsbehandlingen.

Bild i full storlek

Plasmakontrollen representerar plasma utan tillsatt hemoglobin och behandlas med MCO4.

Bild i full storlek

Bild i full storlek

Resultat

Hemoglobin clearance med septeX testat med blod och plasma

Simulerade dialysbehandlingar med septeX genomfördes och CPH bestämdes (se fig. 1 och tabell 2). De utgående CPH-koncentrationerna varierade från 668 ± 13 (plasma) till 1045 ± 75 mg / L (helblod). CPH-clearance var mellan 13, 8 ± 1, 8 och 15, 5 ± 1, 7 ml / min i plasma och 22, 6 ± 2, 9 ml / min i helblod. De högre CPH-clearanceerna i plasma observerades vid högre QD. En stadig minskning av A 405 kunde observeras för varje testtillstånd, med en 405- reduktion som sträckte sig från 54 ± 5, 5 till 86 ± 4, 9% efter 60 minuter. Förändringen i färg i prover erhållna från helblodsbehandlingen illustrerar avlägsnandet av CPH över tid (Fig. 1b).

Full storlek bord

I simulerade behandlingar utförda i frånvaro av CPH ("Plasmakontroll" i Fig. 1a) minskades A 405 med cirka 10%. Denna minskning av absorbansen kan inte specifikt tillskrivas minskningen av CPH. Därför togs plasmakontrollkörningar som en baslinje för clearanceberäkningarna.

Clearance i blod var högre än clearance i plasma under identiska testbetingelser, möjligen på grund av den högre viskositeten hos blod jämfört med plasma, vilket leder till högre intern filtrering och starkare konvektiv överföring av CPH. Koncentrationerna av CPH var högre i helblod eftersom plasmavolymen minskades med volymen som upptogs av blodcellerna.

Reduktionsförhållandet bestämt av A 405 och CPH: s massreduktionsförhållande är i god överensstämmelse, vilket stödjer antagandet att clearance-beräkningen baserad på A 405 orsakades specifikt av borttagandet av CPH.

Hemoglobinklarering med P170H, CorDiax och MCO1-4 testad med plasma

Simulerade dialysbehandlingar med P170H, CorDiax och MCO1-4 genomfördes och CPH bestämdes (se fig. 2 och tabell 3). De utgående CPH-koncentrationerna varierade från 438 ± 8, 0 till 629 ± 14 mg / L. CPH-clearance med MCO1-4 var mellan 5, 8 ± 1, 2 och 13, 7 ± 0, 8 ml / min, och CPH-clearance var högre för anordningar med högre permeabilitet, bedömd med dextransiktningsegenskaper. Clearance av bovint CPH med MCO4 var 12, 7 ± 1, 7 ml / min, vilket är jämförbart med clearance av human CPH på 13, 7 ± 0, 8 ml / min. En stadig minskning av A 405 kunde observeras för MCO1-4, med en 405- reduktion som sträckte sig från 27 ± 5, 8 till 49 ± 3, 4% efter 60 minuter.

Full storlek bord

I simulerade behandlingar som utfördes i frånvaro av CPH förblev A 405 konstant ("Plasmakontroll" i Fig. 2). Därför kan absorbansförändringar relateras direkt till minskningar i CPH. Plasmakontrollkörningar utfördes med MCO4-dialysatorn som har den högsta permeabiliteten för de testade högflödesdialysatorerna och som är representativ för de andra högflödesdialysatorerna med avseende på ospecifik pigmenteliminering.

Det var en liten ökning i A 405 som observerades med CorDiax (9% ökning) och P170H (13% ökning) vilket kan förklaras med vätskeförlusten och ingen clearance beräknades i dessa fall.

För MCO1-4 är reduktionsförhållandet bestämt av A 405 och CPH-massreduktionsförhållandet i god överensstämmelse, vilket stödjer antagandet att clearance-beräkningen baserad på A 405 orsakades specifikt av avlägsnandet av CPH. Massreduktionsförhållandena beräknades inte för CorDiax och P170H eftersom inget avlägsnande av CPH kunde detekteras.

Hemoglobin-clearance med P170H, CorDiax och MCO1-4 testat med blod

Simulerade dialysbehandlingar med P170H, CorDiax och MCO1-4 genomfördes och CPH bestämdes (se fig. 3 och tabell 4). Start CPH-koncentrationerna varierade från 820 ± 6, 9 till 1186 ± 42 mg / L. CPH-clearance med MCO1-4 var mellan 5, 8 ± 1, 2 och 11, 3 ± 1, 6 ml / min, och CPH-clearance var högre för anordningar med högre permeabilitet, bedömd med dextransiktningsegenskaper. Ingen clearance kunde beräknas för P170H och CorDiax.

Full storlek bord

När det gäller CorDiax och P170H var det en ökning i A 405 över tiden; för MCO1-4 minskade emellertid A 405 stadigt. Eftersom testerna genomfördes med helblod kan en låg grad av CPH-generering ha inträffat till följd av mekanisk skada på erytrocyter. Platsen för erytrocytskada kan inte entydigt hänföras till någon del av kretsen och det antas att graden av CPH-generering var densamma i varje experiment oavsett vilken dialysator som testades. Fluidförlusten på cirka 8% från testlösningen bidrar också till en motsvarande ökning av A 405 .

Reduktionsförhållandet bestämt av A 405 och CPH-massreduktionsförhållandet ligger i liknande intervall, vilket stödjer antagandet att clearance-beräkningen baserad på A 405 orsakades specifikt av avlägsnandet av CPH. Massreduktionsförhållandena beräknades inte för CorDiax och P170H eftersom inget avlägsnande av CPH kunde detekteras.

Hemoglobinsiktningsegenskaper hos membran

CPH-siktningskoefficienterna bestämdes i plasma. För P170H hittades 1, 0 ± 1, 0%. En sådan låg siktningskoefficient indikerar nästan ingen permeabilitet för CPH. Siktningskoefficienten för CorDiax kunde inte bestämmas på grund av begränsad tillgänglighet av dessa dialysatorenheter. CPH-siktningskoefficienterna av MCO1-4 var 8, 8 ± 3, 2% (MCO 1), 12 ± 0, 8% (MCO2), 16 ± 3, 5% (MCO3) och 21 ± 4, 3 (MCO4). Dessa siktkoefficienter indikerar signifikant men begränsad permeabilitet för CPH med jämn ökning från MCO1 till MCO4, liknande den bedömd av dextran. Således korrelerar den stabila permeabilitetsökningen med den konstruerade permeabiliteten för MCO1-4-enheterna. CPH-siktningskoefficient för septeX befanns vara 35 ± 3, 4%.

Dissociation grad

Graden av hemoglobin-tetramer-dissociation i dimerer beräknades baserat på två dissociationskonstanter rapporterade i litteraturen: KD = 5 μM 10 och 0, 2 μM 23 för ett koncentrationsområde upp till 2000 mg / L (se fig. 4). Beräkningen gjordes för definierade koncentrationer och resultaten visas med cirkel-symboler i fig. 4; symbolerna är anslutna med en linje för att indikera det faktiska kontinuerliga förhållandet mellan hemoglobinkoncentration och dissocieringsgrad. I det relevanta koncentrationsområdet mellan 250 och 1000 mg / L är graden av dissociation mellan 25 och 42% ( KD = 5 μM) och mellan 6 och 11% ( KD = 0, 2 μM). Stöd för KD = 5 μM kan tas från en undersökning av glomerulär filtrering av Bunn et al. som rapporterade en dissocieringsgrad på cirka 25% för 1 g / L hemoglobin som motsvarar KD = 5 μM 24 . För KD = 0, 2 μM som rapporterades av Atha och Riggs kan närvaron av EDTA i testlösningen förklara den lägre dissociationskonstanten eftersom frånvaro av bivalenta joner hämmar dissociationen av hemoglobin 23 .

Kurvan med slutna cirklar beräknades med KD = 5 μM och kurvan med öppna cirklar med KD = 0, 2 μM.

Bild i full storlek

Diskussion

Förhöjda CPH-koncentrationer observeras ofta som biverkning av extrakorporeala blodbehandlingar men metoder för att avlägsna CPH har inte beskrivits tydligt. Sänkande förhöjda CPH-koncentrationer i patientens blod förblir emellertid ett viktigt mål eftersom de patofysiologiska effekterna av förhöjda CPH-koncentrationer är väl beskrivna 3, 4, 5, 6, 7 .

I denna studie undersöktes CPH-borttagningskapaciteten hos dialysatorer med olika permeabilitetsprofiler systematiskt och det demonstrerades att dialysatorer med högflödesmembran med utökad permeabilitet (MCO1-4) eller med högt avstängda membran (septeX) uppvisar signifikant CPH-borttagningskapacitet. I motsats till detta visade inte dialysatorer med konventionella högflödesmembran (P170H och CorDiax) någon signifikant CPH-borttagningskapacitet.

CPH-clearance-test med dialysatorn P170H, CorDiax och MCO1-4 och plasma som testlösning utfördes under testbetingelser lika med tidigare publicerade clearance-data med dialysatorer med utökad permeabilitet 25, 26 . CPH-clearancevärden i denna studie låg under clearance-värdena för lambda-fria lätta kedjor (med molekylmassa 46 kD) som testades i den nämnda publicerade studien. Skillnaderna i clearancevärden mellan dessa studier kan väl förklaras med skillnaderna i de lösta molekylvikterna. Tester med helblod var avsedda att simulera tillstånd som är närmast den typiska kliniska dialyspraxis 27 .

De observerade clearancevärdena var högre än väntat för CPH med en beräknad molekylvikt av 62, 6 kD. Emellertid är 62, 6 kD molekylvikten för den tetrameriska formen av CPH medan dimeren har 31, 3 kD. Beräkningen av dissocieringsgraden antyder att mellan 25 och 42% av CPH är dissocierade till dimerer. Det publicerade arbetet har visat att ytterligare dissociation till monomerer, som är förknippade med spektrala förändringar, knappast är påvisbar och därför inte beaktades för beräkningar i denna studie 12, 13 . En aritmetisk beräkning av den uppenbara molekylvikten för CPH med tanke på den givna dissociationen i dimerer resulterade i en uppenbar molekylvikt mellan 53, 5 och 48, 4 kD. Inom en definierad uppsättning testparametrar i denna studie var den totala CPH-koncentrationen i experimentet tillräckligt konstant för att anta att skillnader i clearance är resultatet av olika membranpermeabilitet istället för olika dissocieringsgrader för CPH. Skillnader i dissocieringsgrad kan ha bidragit till de olika clearance-värdena mellan experimenten med blod och plasma; på grund av olika experimentella förhållanden är det dock svårt att uppskatta hur starkt detta bidrag var. Ur ett terapeutiskt perspektiv kan det vara intressant att överväga att CPH är svårare att ta bort i höga koncentrationer på grund av den tillhörande trenden att bilda tetramrar.

CPH-borttagning i denna studie har visats med bovint hemoglobin och detta ställer frågan i hur långt bovint hemoglobin är en lämplig modell för människor. Guidotti rapporterade en uppenbar molekylvikt för humant hemoglobin på 55 kD, vilket är mindre än den beräknade molekylvikten på 62, 6 kD av a 2 β2-tetramer och som beror på dissociation 10 . Den uppenbara molekylvikten för bovint hemoglobin mättes i en annan studie till 54 kD 28 . De rapporterade uppenbara molekylvikterna är tillräckligt lika för att motivera bovint hemoglobin som modellförening för humant hemoglobin. Denna motivering stöds vidare av konstaterandet att CPH-clearance med MCO4 är likartad för nötkreatur och mänsklig CPH (tabell 3).

Denna studie tog endast hemodialyslägen utan ultrafiltrering. Det är känt att konvektiv ultrafiltrering kan öka borttagningskapaciteten för högmolekylära lösta ämnen. Den låga siktningskoefficienten för P170H indikerar emellertid att de konventionella membranen med högt flöde nästan är ogenomträngligt för CPH och brist på permeabilitet verkar vara den främsta orsaken till frånvaro av CPH-borttagningskapacitet. Jämförelse av clearance-värdena mot membranegenskaperna i tabell 1 visar också att skillnader i clearance-värden bäst återspeglas i porstorlek och storleksuteslutning än i KoA-urea och ultrafiltreringskoefficient som är mer relaterade till små molekylöverföringsegenskaper och vätskegenomsläpplighet.

Akuta episoder av mekanisk hemolys under ECMO-behandlingar har beskrivits 16 . Graden av hemolys klassificerades baserat på CPH-koncentrationer i kategorierna av frånvarande, måttlig och svår hemolys (CPH-koncentrationer av 1, 0 g / L hemoglobin, respektive). 138 av 207 patienter uppvisade tecken på måttlig till svår hemolys. Bland de hemolytiska patienterna hade 14 svår hemolys med CPH-nivåer i intervallet 1, 18–2, 05 g / L.

Under akuta hemolytiska episoder kan CPH passera det glomerulära membranet i njurarna 24 och kataboliseras sedan av den proximala tubuli 29 . När den kataboliska kapaciteten överskrids, resulterar hemoglobinuriskt akut njursvikt 7 ; detta misslyckande är en potentiell orsak till associering av biverkningar med hemolytiska episoder under extrakorporeal behandling, såsom ECMO-behandlingar hos pediatriska patienter. Att använda HD i samband med ECMO-behandling för att minska förhöjda nivåer av CPH har försökt; vid denna behandling användes ett Renaflo II konventionellt högflödesfilter 30 . Detta filter kunde inte sänka CPH-nivåer; detta fynd belyser den otillräckliga hemoglobinpermeabiliteten och borttagningskapaciteten hos konventionella högflödesfilter och håller med de nuvarande fynden.

För patienter med njursjukdom i slutstadiet var förhöjda CPH-nivåer förknippade med akut trubbig endotelfunktion, som mättes med flödesmedierad dilation efter en enda HD-session 19 . Detta förhållande kan förstås genom att beakta förmågan hos hemoglobin att reagera med kväveoxid (NO) via hem-katalyserad oxidation 31 . Denna reaktion minskar NO-biotillgängligheten och stör den paracrinsignalerande funktionen av NO, vilket påverkar kardiovaskulär funktion och koagulering 5 negativt.

Sammanfattningsvis visade denna studie möjligheten att rensa CPH från blod genom extrakorporeal blodreningsteknik med hjälp av filter som har utökat permeabilitet. Kombinationen av ett septeX-filter med Prismaflex-systemet visade den högsta kapaciteten för borttagning av hemoglobin i denna studie och kan utgöra ett lämpligt val för effektivt avlägsnande av hemoglobin i en akut miljö och för behandling av allvarliga hemolytiska avsnitt. Högflödesfilter med utökad permeabilitet, såsom filter av MCO-typ som användes i denna studie, kan ge en nettoledning av hemoglobin i kroniska dialysinställningar och motverka CPH-generationen som observeras som en generell biverkning av extrakorporeal behandling. Möjligheten att ta bort CPH ger möjligheter att förbättra patientens hälsa, eftersom de patofysiologiska effekterna av CPH är väl beskrivna. Framtida kliniska test är garanterade för att bekräfta den potentiella applikationen och den terapeutiska effektiviteten för denna behandling.

ytterligare information

Hur man citerar den här artikeln : Hulko, M. et al. Cellfritt plasmahämoglobinavlägsnande av dialysatorer med olika permeabilitetsprofiler. Sci. Rep. 5, 16367; doi: 10.1038 / srep16367 (2015).

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapens riktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.